论文部分内容阅读
鲮（Cirrhinus molitorella）属鲤科（Cyprinidae）、野鲮亚科（Labeoninae）、鲮属（Cirrhinus），主要产于我国南方地区，因其产量高、易养殖、成活率高、肉质嫩滑、口味鲜美等优点而备受养殖户、消费者喜爱。食品安全逐渐成为社会关注热点，溯源机制不断健全，绿色、生态产品将成为未来消费市场主要产品，生态养殖是实现产品绿色、生态最基础环节。当前，工农业生产、粗放养殖对河水、池塘污染加剧，特别是水生生物遭受重金属污染会造成致命危害，通过生物累积作用被人体食用后产生不良后果。开展鲮生态养殖研究势在必行，对提高鲮品质和提升鲮消费市场份额具有重要意义。本研究主要对鲮养殖池塘内Cu、As、Pb、Hg、Ni进行监测和相关性分析，探索其被鲮摄入的机制，为鲮生态养殖研究提供基础参考数据。
1. 实验方案
1.1鲮饲养管理
本次试验地点为广西南宁何记水产养殖有限公司鲮养殖池塘示范区。养殖塘试验区占地总面积500 m2，池塘规格整齐，面积为25 m2 （5 m × 5 m）。
池塘为回字形两个区，中央平台面积约为65%的种草区，四周均是30～40cm深沟，低于中央池底，作为鱼种暂养区，3月采用塑料薄膜隔离2个区。全池在1月初种植伊乐藻，种植面积占25%～45%，水位为15～20 cm； 种草区4月初种植轮叶黑藻和苦草，面积占40%～50%。1龄鱼种于3月中旬投放至鱼种暂养区，鱼种规格10～15尾/g， 放养密度20尾/m2。4月底鱼种下池后，养殖过程中加水不排水，水温升至10 ℃开始投喂基础专配饲料。5-8月高温季节，辅喂鱼糜等高蛋白食物；9-12月辅助添加如熟玉米等植物性饵料。不同月份辅助增加的营养物质与金属含量无关，是根据鱼体自身生长体重变化和发育所需营养设计的。基础饵料投喂量根据鱼体生长状况以每日约0.5%增加，基础饵料中Hg、Pb、As、Cu、Ni重金属背景值分别为（0.005 ± 0.02）、（0.05 ± 0.08）、（0.125 ± 0.11）、（0.022 ± 0.07）、（0.011 ± 0.02）mg/kg。
1.2 样品采集与检测
2015-2016年，选取4、6、8和 10月共4个月份，采集养殖场内鲮养殖池塘水样（内悬浮物、沉积物）和鱼样。水样每次采集3个点位，每个点位3个重复样，每份样品1 kg；鱼样每次采集10～20尾，将鲮样品解剖，分别取呼吸树、大肠、小肠、肠内物、纵肌、体壁组织，放入处理过的样品盒。全部样品-20℃保存于低温保温箱，运输至实验室。使用内置Whatman GF/F玻璃纤维膜（0.45 m）的真空抽滤系统过滤500 ml样品，过滤后的滤膜置于60℃烘箱中烘干，烘干后称重待用。
1.3 微波消解及重金属检测
样品消解与检测参照邢晓磊报道的方法，略做修改。水样消解：将滤膜剪碎置于聚四氟乙烯的消解罐中，加入4 mL的氢氟酸和6 ml的优级纯硝酸，加盖密封后放入微波消解仪，按照规定设定微波消解程序消解。鱼样消解：各个组织样品0.5 g，置于聚四氟乙烯的消解罐中，加入5 ml优级纯硝酸，加盖密封后放入微波消解仪，按照设定的微波消解程序消化样品。消解结束后将各样品转移至容量瓶中，用超纯水定容至25 ml，同时做试剂空白样。Cu、Pb、Ni的测定用石墨炉原子吸收光度计，Hg、As 的测定用原子荧光光度计。
1.4 质量控制
测定过程中同时测定试剂空白，分析过程中，采用ICP-MS分析所用的Cu、Pb、Ni、Hg、As国家标准物质中心标准溶液进行质量控制。进行3平行试验，参考物质测定值均在参考含量值范围内，平行样的相对标准偏差小于10%，表明准确度高、精密度好，符合质控要求。
2.结果与分析
鲮体内各组织As、Pb元素平均含量分布范围分别在0.15～5.84、0.64～7.74 mg/kg，肠内容物最大；Ni、Cu、Hg元素平均含量范围分别在0.24～3.21、0.21～6.22、0.01～0.21 mg/kg，肠内容物最大。Cu、As、Pb、Hg、Ni含量在体壁、纵肌、小肠、大肠、呼吸树之间未见显著差异性（P >0.05），但肠内容物中均显著高于其他组织 （P <0.05）。Cu、Ni在8月含量最高，为4.53、1.21 mg/kg；As、Pb、Hg在10月份含量最高，分别是4.68、2.65、0.61 mg/kg。Cu含量在6月最低，为1.81 mg/kg；Pb、As、Hg含量在4月份最低，分别为3.13、1.46、0.25 mg/kg；Ni含量在8月份最低，分别为0.65 mg/kg。Cu、Pb、Ni、As含量在4个月份之间未见显著差异（P >0.05），而Hg含量分布差异显著（P <0.05）。Cu、Pb、Ni含量在4月份最高，分别为6.57、4.66、3.32 mg/kg；Hg、As、Ni含量在10月份最高，分别为0.22、3.24、6.37 mg/kg。Cu、Ni、Pb在8月份含量最低，为1.87、2.11、3.23 mg/kg；Hg、As含量在4月份最低，为0.09、1.55 mg/kg。Pb、Cu、Pb、Ni、As含量在4个月份之间未见显著差异（P >0.05），4月份Hg含量显著低于6、8、10月 （P <0.05）。 体壁中重金属含量与肠内容物重金属含量显著相关（P <0.05），肠内容物中重金属含量与悬浮物重金属含量显著相关（P <0.05），悬浮物重金属含量与沉积物重金属含量显著相关（P <0.05）。
3.讨论与结论
本研究发现，悬浮物和沉积物中，Cu、Ni、Pb、As含量在4个月份无显著性差异（P >0.05），Hg含量在根据月份不同呈显著差异（P <0.05），在10月份含量最高，说明重金属在不同水产养殖品种的水体中的时空分布变化不一样，可能与养殖种类、养殖环境、饲料成分与投喂量、人工管理、区域水体水质等因素有关。另外，悬浮物和沉积物中10月份的Hg含量均是最高，经调查周围未有污染源排入水体，具体原因需要进一步深入研究。悬浮物在水体中高度不稳定，其重金属含量呈现时空分布不均匀，对沉积物重金属含量变化具有影响。本研究发现，Cu、Pb、Ni、As含量在4个月份无显著性差异（P>0.05），重金属含量在鲮养殖塘沉积物与悬浮物中含量均较高，重金属在沉积物的含量稳定，说明悬浮物的重金属向底层沉降蓄积是沉积物重金属主要来源，再加上由于养殖塘水循环条件有限，进而形成较大沉降作用力促使悬浮物的重金属逐渐富集在底质中。另外，本研究发现悬浮物和沉积物中的重金属含量均高于饲料背景值，可见鲮养殖池塘中的重金属主要来源是残留水体中的饲料重金属，进一步说明了喂养方式要科学，需要进一步研究生态投喂量。
本研究发现，鲮肠内容物的Pb、As、Hg、Ni、Cu含量显著高于其他部位，大肠和小肠重金属含量也较高，体壁与纵肌重金属含量较低，可能是鲮的生活习性特殊，致使养殖水体中含有重金属的悬浮物和沉积物直接被吞吃，进而导致大小肠重金属水平升高。另外，鲮肠内容物中重金属含量高低顺序依次为Pb、Ni、Cu、As、Hg，可能与其食性和消化水平有关，造成了机体对不同重金属差异性吸收。有研究表明，松江和珠江三角洲魚类体内Pb、As、Hg、Ni、Cu等重金属含量在不同组织含量均不同。本研究发现，鲮呼吸树上5种重金属含量均偏高，在纵肌中 Ni和As含量、体壁中Cr含量均偏高，与珠江鱼类和松江鱼类均是同中有差异，表明不同生活环境习性的鱼类在重金属污染特征上差异性和相似性并存。
研究结果显示，鲮体壁与肠内容物的重金属含量显著相关，与沉积物的相关性较弱，表明鲮体壁中的重金属主要源于肠内摄入物。对鲮肠内容物与悬浮物、沉积物相关性分别进行对比，其肠内容物与悬浮物重金属含量相关性高，说明悬浮物对鱼肠内重金属污染特征起到了关键作用。鲮养殖塘悬浮物与沉积物的重金属含量显著相关，表明悬浮物重金属向沉积层富集，再经由鲮摄入肠内，肠内分泌物促进重金属析出、吸收运转至体壁等其他组织吸收，而重金属转运变化规律受鲮摄食量、摄食频率、代谢过程、排泄活动、夏眠特殊生理行为等因素影响，从而致使生物相与非生物相的重金属含量相关程度出现浮动。
（作者单位：530021 广西水产科学研究院、530000 广西大学）
1. 实验方案
1.1鲮饲养管理
本次试验地点为广西南宁何记水产养殖有限公司鲮养殖池塘示范区。养殖塘试验区占地总面积500 m2，池塘规格整齐，面积为25 m2 （5 m × 5 m）。
池塘为回字形两个区，中央平台面积约为65%的种草区，四周均是30～40cm深沟，低于中央池底，作为鱼种暂养区，3月采用塑料薄膜隔离2个区。全池在1月初种植伊乐藻，种植面积占25%～45%，水位为15～20 cm； 种草区4月初种植轮叶黑藻和苦草，面积占40%～50%。1龄鱼种于3月中旬投放至鱼种暂养区，鱼种规格10～15尾/g， 放养密度20尾/m2。4月底鱼种下池后，养殖过程中加水不排水，水温升至10 ℃开始投喂基础专配饲料。5-8月高温季节，辅喂鱼糜等高蛋白食物；9-12月辅助添加如熟玉米等植物性饵料。不同月份辅助增加的营养物质与金属含量无关，是根据鱼体自身生长体重变化和发育所需营养设计的。基础饵料投喂量根据鱼体生长状况以每日约0.5%增加，基础饵料中Hg、Pb、As、Cu、Ni重金属背景值分别为（0.005 ± 0.02）、（0.05 ± 0.08）、（0.125 ± 0.11）、（0.022 ± 0.07）、（0.011 ± 0.02）mg/kg。
1.2 样品采集与检测
2015-2016年，选取4、6、8和 10月共4个月份，采集养殖场内鲮养殖池塘水样（内悬浮物、沉积物）和鱼样。水样每次采集3个点位，每个点位3个重复样，每份样品1 kg；鱼样每次采集10～20尾，将鲮样品解剖，分别取呼吸树、大肠、小肠、肠内物、纵肌、体壁组织，放入处理过的样品盒。全部样品-20℃保存于低温保温箱，运输至实验室。使用内置Whatman GF/F玻璃纤维膜（0.45 m）的真空抽滤系统过滤500 ml样品，过滤后的滤膜置于60℃烘箱中烘干，烘干后称重待用。
1.3 微波消解及重金属检测
样品消解与检测参照邢晓磊报道的方法，略做修改。水样消解：将滤膜剪碎置于聚四氟乙烯的消解罐中，加入4 mL的氢氟酸和6 ml的优级纯硝酸，加盖密封后放入微波消解仪，按照规定设定微波消解程序消解。鱼样消解：各个组织样品0.5 g，置于聚四氟乙烯的消解罐中，加入5 ml优级纯硝酸，加盖密封后放入微波消解仪，按照设定的微波消解程序消化样品。消解结束后将各样品转移至容量瓶中，用超纯水定容至25 ml，同时做试剂空白样。Cu、Pb、Ni的测定用石墨炉原子吸收光度计，Hg、As 的测定用原子荧光光度计。
1.4 质量控制
测定过程中同时测定试剂空白，分析过程中，采用ICP-MS分析所用的Cu、Pb、Ni、Hg、As国家标准物质中心标准溶液进行质量控制。进行3平行试验，参考物质测定值均在参考含量值范围内，平行样的相对标准偏差小于10%，表明准确度高、精密度好，符合质控要求。
2.结果与分析
鲮体内各组织As、Pb元素平均含量分布范围分别在0.15～5.84、0.64～7.74 mg/kg，肠内容物最大；Ni、Cu、Hg元素平均含量范围分别在0.24～3.21、0.21～6.22、0.01～0.21 mg/kg，肠内容物最大。Cu、As、Pb、Hg、Ni含量在体壁、纵肌、小肠、大肠、呼吸树之间未见显著差异性（P >0.05），但肠内容物中均显著高于其他组织 （P <0.05）。Cu、Ni在8月含量最高，为4.53、1.21 mg/kg；As、Pb、Hg在10月份含量最高，分别是4.68、2.65、0.61 mg/kg。Cu含量在6月最低，为1.81 mg/kg；Pb、As、Hg含量在4月份最低，分别为3.13、1.46、0.25 mg/kg；Ni含量在8月份最低，分别为0.65 mg/kg。Cu、Pb、Ni、As含量在4个月份之间未见显著差异（P >0.05），而Hg含量分布差异显著（P <0.05）。Cu、Pb、Ni含量在4月份最高，分别为6.57、4.66、3.32 mg/kg；Hg、As、Ni含量在10月份最高，分别为0.22、3.24、6.37 mg/kg。Cu、Ni、Pb在8月份含量最低，为1.87、2.11、3.23 mg/kg；Hg、As含量在4月份最低，为0.09、1.55 mg/kg。Pb、Cu、Pb、Ni、As含量在4个月份之间未见显著差异（P >0.05），4月份Hg含量显著低于6、8、10月 （P <0.05）。 体壁中重金属含量与肠内容物重金属含量显著相关（P <0.05），肠内容物中重金属含量与悬浮物重金属含量显著相关（P <0.05），悬浮物重金属含量与沉积物重金属含量显著相关（P <0.05）。
3.讨论与结论
本研究发现，悬浮物和沉积物中，Cu、Ni、Pb、As含量在4个月份无显著性差异（P >0.05），Hg含量在根据月份不同呈显著差异（P <0.05），在10月份含量最高，说明重金属在不同水产养殖品种的水体中的时空分布变化不一样，可能与养殖种类、养殖环境、饲料成分与投喂量、人工管理、区域水体水质等因素有关。另外，悬浮物和沉积物中10月份的Hg含量均是最高，经调查周围未有污染源排入水体，具体原因需要进一步深入研究。悬浮物在水体中高度不稳定，其重金属含量呈现时空分布不均匀，对沉积物重金属含量变化具有影响。本研究发现，Cu、Pb、Ni、As含量在4个月份无显著性差异（P>0.05），重金属含量在鲮养殖塘沉积物与悬浮物中含量均较高，重金属在沉积物的含量稳定，说明悬浮物的重金属向底层沉降蓄积是沉积物重金属主要来源，再加上由于养殖塘水循环条件有限，进而形成较大沉降作用力促使悬浮物的重金属逐渐富集在底质中。另外，本研究发现悬浮物和沉积物中的重金属含量均高于饲料背景值，可见鲮养殖池塘中的重金属主要来源是残留水体中的饲料重金属，进一步说明了喂养方式要科学，需要进一步研究生态投喂量。
本研究发现，鲮肠内容物的Pb、As、Hg、Ni、Cu含量显著高于其他部位，大肠和小肠重金属含量也较高，体壁与纵肌重金属含量较低，可能是鲮的生活习性特殊，致使养殖水体中含有重金属的悬浮物和沉积物直接被吞吃，进而导致大小肠重金属水平升高。另外，鲮肠内容物中重金属含量高低顺序依次为Pb、Ni、Cu、As、Hg，可能与其食性和消化水平有关，造成了机体对不同重金属差异性吸收。有研究表明，松江和珠江三角洲魚类体内Pb、As、Hg、Ni、Cu等重金属含量在不同组织含量均不同。本研究发现，鲮呼吸树上5种重金属含量均偏高，在纵肌中 Ni和As含量、体壁中Cr含量均偏高，与珠江鱼类和松江鱼类均是同中有差异，表明不同生活环境习性的鱼类在重金属污染特征上差异性和相似性并存。
研究结果显示，鲮体壁与肠内容物的重金属含量显著相关，与沉积物的相关性较弱，表明鲮体壁中的重金属主要源于肠内摄入物。对鲮肠内容物与悬浮物、沉积物相关性分别进行对比，其肠内容物与悬浮物重金属含量相关性高，说明悬浮物对鱼肠内重金属污染特征起到了关键作用。鲮养殖塘悬浮物与沉积物的重金属含量显著相关，表明悬浮物重金属向沉积层富集，再经由鲮摄入肠内，肠内分泌物促进重金属析出、吸收运转至体壁等其他组织吸收，而重金属转运变化规律受鲮摄食量、摄食频率、代谢过程、排泄活动、夏眠特殊生理行为等因素影响，从而致使生物相与非生物相的重金属含量相关程度出现浮动。
（作者单位：530021 广西水产科学研究院、530000 广西大学）